ADS—B在低空空域监视与目标防护中的运用分析

邱铸

摘 要：为了将无人驾驶飞行器所带来的低空风行安全威胁消除，人们需要强化对ADS-B的研究力度。本文根据以往工作经验，对ADS-B系统的组成及无人飞行器监视架构问题进行总结，并从数据链路及网络覆盖、身份表标识、小型民用无人飞行器、发射装置四方面，论述了ADS-B在低空空域监视与目标防护中的运用。

关键词：ADS-B；低空空域监视；目标防护

随着我国航空技术的不断发展，低空区域得到了开放，但这也为我国低空安全问题带来了很大威胁。想要避免相关问题出现，人们需要在效率和安全层面上寻求新的平衡点，并通过对新技术、新方法等内容的应用，对相关管理需求进行全面满足。除此之外，相关部门可以出台相应规定，确保技术体系的有效完善。

1.ADS-B系统组成及存在的问题

1.1ADS-B系统组成

在ADS-B系统设计上，主要内容包括信息源、信息传输通道和信息处理等内容。其中，信息源是对飞机4维位置信息进行反映，并附加一些冲突警告等附加信息。另外，在整个ADS-B信息传输通道建设上，以空-空、空-地数据链应用为主，整个信息传输方式以报文形式为主。站在信息处理角度来说，主要工作内容便是报文解析，将附加在系统中的信息提取出来。当所有信息处理工作结束之后，工作人员便会进行伪装雷达画面显示操作，从而为后续工作开展提供基础条件。相比之下，ADS-B可以弱化地形对信号覆盖面积的根本性影响，监测精度大幅提升，进而将整个系统的监测能力展示出来。除此之外，从ADS-B与一次雷达对比中可以看出，ADS-B技术的定位精度可以达到亚米级别，定位间隔时间为1s左右。实际工作时，ADS-B IN会对其他系统发来的信息进行接收，为机组提供更多的信息服务。

1.2低空安全与无人飞行器监视面临的问题

随着消费级无人航空器的不断发展，相关监管工作无法及时开展，最终引发了大量的安全事故。例如，某机场曾出现无人机侵入跑道事件，对飞机的起降安全产生了严重干扰。现阶段，消费级无人机已经在军事活动之中得到了大范围应用。但站在实际应用角度来说，低空空域中的无人飞行器监视工作还存在很多不足之处。相关部门研究的探测雷达只针对于“低、慢、小”目标，而且监测范围十分有限，在探测精度、探测距离等方面还存在很多问题。此时，如果人们选择对一次探测雷达进行部署，难度和费用均会大幅提升。为此，相关研究人员提出了ADS-B系统平台，将三维数字化低空安全走廊体系加入其中，让低空飞行安全得到更好保障[1]。

2.ADS-B在低空空域监视与目标防护中的运用

2.1数据链路及网络覆盖

截止到目前，我国在ADS-B推行过程中，其数据链应用形式为1090ES，但在通道使用上，该系统与航管应答、TCAS防撞共用一个通道，极容易发生阻塞问题。在无人机得到应用之后，阻塞情况将会变得更加严重。因此，相关管理人员需要根据实际情况，做好ADS-B链路改进操作，在提升容量的同时，确保相关通道与ADS-B相互兼容。站在网络覆盖角度来说，由于我国土地资源辽阔，很多重要目标的占地面积较大，区域分布很广，想要实现有效的地面监测，ADS-B形成有效覆盖的局面，扩大监测范围。除了上述操作之外，人们还可以对大量的地面设备进行有效部署，降低费效。此时，原有的3G和4G单一型网络无法满足监视需求，管理人员应根据数据融合理念展开针对性研究，最终实现ADS-B的全面覆盖。

2.2身份表标识

现阶段，随着无人飞行器的不断发展，很多研究部门已经意识到无人机监管工作的开展显得十分重要。例如，大疆无人机对厂内飞机进行了编码，并将这种编码命名为SN编码，在任何时候，该种编码不得被随意篡改，而且不同部件编码标识不同，且唯一。为了将其可追溯性特点展示出来，相关工作人员应保证零部件标识码和无人机整机SN码保持在一一对应的状态下，从这里也可以看出，具体零部件标识码可以代表无人机。而且每台无人机均可以借助于ADS-B实现编码和位置信息的有效传递，当无人机进入到特殊区域之后，监管部门可以根据相关信息来了解无人机的具体情况。该种产品在设计之初便加入了特殊的监管技术手段，所取得的管理效果极为明显，各个部门可以对其进行全方位推广。

2.3小型民用无人飞行器

现阶段，我国在小型民用无人飞行器设计过程中，人们并没有对ADS-B安装提高重视程度。该类无人飞行器重量轻、体积小，难以搭载尺寸和重量较大的机载终端。为了，普通民众如果想要在无人机之中安装ADS-B终端，整体设备的小型化发展属于是重中之重。在该领域研究过程中，很多国外企业已经取得了阶段性进步。例如，在2016年4月份，uAvionix公司公开宣布了一款新的ADS-B接收器，这也是当时世界上最轻的ADS-B接收器，整体重量低于2g，功率消耗量极低，只是传统ADS-B接收器的10%。但该类接收器也存在一些劣势，如波段数量少，只有1090MHz和978MHz。从实际报道研究之中可以看出，在该类设备的作用下，无人机可以对100mi半径信号进行实时检测。除此之外，还有很多公司参与到微型便携式ADS-B接收机研究之中，该类接收机支持双频模式，使用起来十分便利灵活，在与无人机表面接触上，应用了带吸盘的球形云台，供电电源为5V的微型USB接口[2]。

2.4发射装置

随着ADS-B IN的小型化发展，能够将传统设备安装困难等相关问题解决。但在此过程中，为了方便實际工作开展，人们需要对与之相对应的发射装置进行深入性研究。一般情况下，无人机中的小型ADS-B IN可以实现对相关广播信息的全面接收，而且ADS-B在低空无人监视工作上已经取得了很大优势，工程应用效果越来越明显。因此，从低空监视网络架构设计角度来说，我国需要开展系统性的平台建设工作，将ADS-B IN+ADS-B地面站有效结合在一起，实现对重要区域之中无人机的全面监视，维护实际工作的有效开展。

总结：综上所述，在人们生活和工作之中，无人飞行器的应用提供了很多便利，但同时对我国低空空域安全也带来了极大影响。为了将这种问题解决，相关研究人员可以从硬件设备小型化、数据链优化等方面着手，让监视网络覆盖面积大幅提升，维护ADS-B技术的进一步发展，帮助相关部门掌管低空区域。

参考文献：

[1]黄永坚，罗会平.基于电视棒的ADS-B测试系统的设计与实现[J].机电工程技术，2019（03）：141-142+183.

[2]袁小凯，傅强，侯明利.基于遗传算法的ADS-B飞行航迹规划方法研究[J].市场周刊，2019（03）：170-171.